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月球上也有玻璃!7日,记者从中国科学院物理研究所获悉,通过对嫦娥五号月壤样品开展系统的物质科学研究,我国科研人员发现了多种类型、不同起源的月球玻璃物质。更重要的是,他们还在嫦娥五号月壤中首次发现天然玻璃纤维。相关研究成果在线发表于《国家科学评论》。

提起玻璃,我们通常会想到漂亮的落地窗、多彩的玻璃工艺品和随处可见的电子屏幕。其实,玻璃不仅是重要的人造材料,而且是自然界中普遍存在的天然物质。即使是在荒凉贫瘠的月球表面,仍然存在着由火山喷发、地质运动、陨石撞击等活动产生的丰富的玻璃物质。

许多月球上的玻璃可以稳定地存在亿万年。月球玻璃是探索月球奥秘的重要材料,不仅保存了古老的月球物质,还记录着其形成时的环境信息。“嫦娥五号月壤样品为揭示月球起源与演化、认识月球表面和空间环境、促进月球资源原位利用等提供了绝佳机遇,也为地外玻璃物质研究提供了宝贵样本。”中科院物理所研究员白海洋说。

此次,研究人员综合分析了嫦娥五号月壤样品中玻璃物质的形态、成分、微观结构和形成机制。他们发现,月球表面存在着固、液、气多种转变路径的玻璃起源。月球表面频繁遭受的陨石及微陨石撞击导致的矿物熔化和快速冷却,产生了各种形态的玻璃物质,包括球状、椭球状、哑铃状等旋转形状的玻璃珠,气孔构造的胶结质,流体形态的溅射物等。

“这些撞击起源的玻璃物质记录了月球表面从数千米到纳米的多尺度撞击事件,相关凝固玻璃的形态取决于撞击温度主导的玻璃形成液体的黏度,由此可反推出陨石的撞击强度,对理解月壤的形成与演化具有重要意义。”中科院物理所赵睿博士介绍。

尤其值得关注的是,研究人员在嫦娥五号月壤中首次发现了天然玻璃纤维。这些具有超高长径比的玻璃纤维来源于撞击过程中黏稠液体的热塑成型。和低长径比的玻璃珠相比,形成这些玻璃纤维的液体黏度要更高,意味着对应的撞击温度和撞击速率更低。这反映了月球表面较为温和的微撞击事件。

同时,“这些天然的玻璃纤维证明,月壤具有良好的玻璃形成能力和优异的加工成型特性,肯定了在月球表面就地取材利用月壤加工生产玻璃建材的可行性,将为未来月球基地建设提供重要支撑。”中科院物理所副研究员沈来权说道。(科技日报 记者陆成宽)